Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Определить тепловой эффект разведения HCl

Лабораторная работа № 6

Определение содержания кислоты (концентрация) по тепловому эффекту нейтрализации

Цель:Определить содержание кислоты в растворе по ее теплоте нейтрализации.

Задачи работы

1.Определить постоянную калориметра.

2. Определить количество тепла, выделившегося при нейтрализации кислотой неизвестной концентрации щелочи.

3. Определить теплоту разведения кислоты.

4. Определить содержание кислоты в растворе.

 

Обоснование

При взаимодействии моль-эквивалента сильной кислоты с сильным основанием в разбавленных водных растворах выделяется почти одинаковое количество теплоты:….

Постоянство теплот нейтрализации связано с тем, что при взаимодействии сильных кислот и оснований, полностью диссоциированных в водных растворах, из ионов Н+ (точнее из ионов гидроксония Н3О+) кислоты и ионов основания ОН- образуются молекулы воды:

H+ +Cl- + K+ + ОН- = Cl- + K+ + H2O

В тепловой эффект, наблюдаемый при нейтрализации, входят теплоты разведения кислоты щелочью и щелочи кислотой.

 

Порядок выполнения работы

1. Определить постоянную калориметра.

Для этого в стакан, в который налито 100 см3 дистиллированной воды, устанавливают в калориметр и закрывают крышкой с укрепленным в ней датчиком температуры. В отверстие крышки вставляют специальную пробирку, в которую предварительно насыпано 2 г измельченной соли с известной теплотой растворения NH4Cl. Затем в течение 5-7 минут фиксируют каждые 30 сек температуру предварительного периода.

Проводят растворение соли. Затем в течение 7-10 минут фиксируют через каждые 30 сек температуру. Графическим методом в координатах температура - время определяют изменение температуры при растворении соли и рассчитывают постоянную калориметра. Постоянная калориметра в данном случае будет равна отклонению величины теоретической теплоты растворения от экспериментальной для данного количества соли.

Пример определения постоянной калориметра

Определим моляльную концентрацию раствора, образующегося при растворении 2г NH4Cl. Молярная масса NH4Cl – М=53,5г/моль. 2 г NH4Cl составляют

2г/53,5г/моль=0,037 моль в 100 г воды, а в 1000 г будет растворено 0,37 моль. Следовательно, моляльность m =0,37 моль/кГ.

В справочнике для NH4Cl.даны интегральные теплоты растворения: при m=0,1, ∆Нm=15,1 кДж/моль, при m=0,2, ∆Нm=15,19 кДж/моль.

Методом интерполяции определяем интегральную теплоту растворения для

m =0,37 моль/кГ. Увеличение ∆Нm при увеличении моляльности на 0,1 составляет 15,19-!5,1=0,9, тогда увеличение ∆Нm на 0,37-0,1=0,27 равно 0,09·0,27/0,1=0,243 кДж/моль.

Отсюда интегральная теплота растворения NH4Cl, при образовании раствора с m=0,37 моль равно 15,1+0,243/53,5=287Дж/г. При растворении 2 г NH4Cl поглотилось Q=287·2 =574 Дж теплоты.

Теплоемкость (Cp) раствора приблизительно равна 4,18Дж/г·К.

Определяют графически изменение температуры растворения NH4Cl в координатах время – температура. Изменение температуры ∆Т1=−1,1 К (С0)

Постоянная калориметра К=-Q/∆Т1 – (m1+m2) Cp= -574/1,1- (100+2)·4,18= 521,8 – 418,83=102,96Дж/К.

К=102,96Дж/К

2. Определить теплоту нейтрализации кислоты + теплоту разведения.

Для определения теплоты нейтрализации и разведения в качестве калориметрической жидкости используют 0,15 М раствор NaOH. В стакан наливают 100 см3 щелочи и устанавливают его в калориметр. Затем в течение 5-7 минут фиксируют каждые 30 с температуру предварительного периода.

Нейтрализацию проводят раствором HCl неизвестной концентрации. В медицинский шприц набирают 3 см3 кислоты и устанавливают шприц в крышку калориметра и приливают кислоту. Определяют теплоту нейтрализации Q1, приливая к большому объему щелочи небольшой объем кислоты. Затем в течение 7-10 минут фиксируют через каждые 30 с температуру.

Определяют графически изменение температуры нейтрализации щелочи кислотой в координатах температура - время. Изменение температуры ∆Т2 = К (С0).

Q1= К·∆Т2=Дж

Определить тепловой эффект разведения HCl.

Для определения теплового эффекта разведения HCl в стакан наливают 100 см3 воды и устанавливают его в калориметр. В медицинский шприц набирают 3 см3 кислоты и устанавливают шприц в крышку калориметра. Затем в течение 5-7 минут фиксируют каждые 30 сек температуру предварительного периода. Определяют теплоту разведения Q2, приливая к большому объему воды небольшой объем кислоты. Затем в течение 7-10 минут фиксируют через каждые 30 с температуру. Определяют графически изменение температуры разведения кислоты в координатах температура - время. Изменение температуры ∆Т3=К (С0).

 

Q2 =К·∆Т3 = Дж

Тепловой эффект нейтрализации равен Q=Q1 - Q2 = Дж

4. Определить содержание кислоты в растворе. Энтальпия нейтрализации сильной кислоты ∆Нк-та=55,9 кДж/моль. Число молей кислоты n = Q/∆Нк-та =моль.Концентрация кислоты определяется по формуле: CM=n/V = моль/л (V=3 мл = 0,003 л).

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.